Evolution der Tiere. Nun liegt das Genom der Seeanemone vor - und ist viel reichhaltiger, als man dachte. Dieses Tier ist uns genetisch ähnlicher als Wurm und Fliege.
Sie haben nur eine Körperöffnung und kein zentrales Nervensystem, ihnen fehlt das dritte Keimblatt, das Mesoderm, aus dem sich bei höheren Tieren z.B. Herz und Nieren, Milz und Knochen bilden: Nesseltiere sind schöne, aber ziemlich simple Organismen.
Doch nun zeigt das Genom eines Nesseltiers, nämlich einer Seeanemone (Nematostella): Genetisch sind sie uns überraschend ähnlich, deutlich ähnlicher jedenfalls als die beiden gängigen Genetik-Modellorganismen Fruchtfliege und Fadenwurm. Dabei sind diese beiden zwar keine Wirbeltiere, aber Bilateria.
Darunter versteht man Tiere mit linker und rechter Körperhälfte, die (fast) spiegelsymmetrisch sind, dazu gehören alle höheren Tiere, von der Schnecke bis zum Regenwurm, von der Biene bis zum Krebs, vom Fisch bis zur Maus.
Das ist eine der großen Überraschungen im Nematostella-Genom: Es enthält Gene, wie sie in Bilateria die Körperachsen etablieren, diese Gene werden im Lauf der Entwicklung sogar asymmetrisch exprimiert. Es enthält auch Gene, die wir als Mitspieler in der Entwicklung des Mesoderms kennen. Diese sind also älter als das Mesoderm.
700 Millionen Jahre alte "Introns"
Schon die Zahl der Gene - die auf 2×15 Chromosomen liegen - ist eine Sensation: ca. 18.000, nicht wesentlich weniger als die ca. 20.000, die wir Menschen haben. Und auch deren Aufbau und Anordnung sind überraschend ähnlich wie bei Wirbeltieren: Wie diese hat Nematostella viele "Introns" in den Genen: DNA-Passagen, die zwar in RNA übersetzt, aber dann, vor der Produktion des Proteins, herausgeschnitten werden, die aber doch eine wesentliche Rolle in der Regulation der Gene spielen.
Oft liegen die Introns sogar an der gleichen Stelle in einem Gen: Sie sind also 700 Millionen Jahre lang konserviert worden - so lange ist es her, dass der letzte gemeinsame Vorfahre aller Eumetozoa (Tiere mit spezialisierten Geweben, siehe Infokasten) gelebt hat.
Vorläufer des "Brustkrebs-Gens"
Aus Vergleichen der vorliegenden Tier-Genome kann man auf die Gene dieses Ahnen schließen. Errechnet wurden 7766 solcher Ur-Gene, davon finden sich 1292 nur bei Nesseltieren und Neumündern (Wirbeltieren), nicht aber bei Urmündern (wie Fliege und Wurm); 33 nur bei Nesseltieren und Urmündern. Das heißt, dass sich 1 in der Evolution der Urmünder genetisch mehr getan hat (ihre Gene wurden tendenziell einfacher), und dass 2 die Seeanemone eigentlich ein besserer Modellorganismus wäre als die Fruchtfliege. Nur ein Beispiel: Die Seeanemonen-Version des Brca2-Gens (bekannt, weil bei Menschen eine Mutation die Anfälligkeit für Brustkrebs erhöht) ist der Menschen-Version ähnlicher als den Fliegen- und Wurm-Versionen!
Welche Gene sind typisch für alle Eumetazoa und fehlen bei Schwämmen? Gene, die für Kommunikation und Zusammenhalt zwischen Zellen verantwortlich sind, und solche, die die Entwicklung steuern. Ein neues Paradigma wird jedenfalls durch diese Arbeit (Science, 317, S. 86) bestätigt: Die steigende Komplexität auf dem Weg vom Ur-Eumetazoon zur Fliege einerseits und zum Menschen andererseits entstand viel weniger durch Entwicklung neuer Gene als durch Ausbau der Regulation.